KR101844160B1 - Method for selecting antenna in bi-directional full-duplex mimo systems - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 양 방향으로 동시에 송수신 할 수 있는 방식으로 전이중 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 채널 정보를 근거로 전이중 다중 안테나 시스템에서의 송수신 안테나를 선택하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a full duplex wireless communication system capable of simultaneous transmission and reception in both directions, and more particularly, to a method for selecting a transmission / reception antenna in a full-duplex multi-antenna system based on channel information.
전이중 통신 기술 (Full-duplex communication)은 한 노드에서 송신과 수신을 동시에 수행함으로써 시간 자원 또는 주파수 자원을 직교하도록 분할하여 사용하는 기존의 반이중 통신(Half-duplex communication)에 비해서 시스템의 용량(capacity)를 이론적으로 2배 향상시킬 수 있는 기술이다. Full-duplex communication is a system in which the capacity of a system is smaller than that of a conventional half-duplex communication in which a time resource or a frequency resource is divided and used by performing transmission and reception at the same time, Is theoretically a technology that can double the number.
그러나, 이와 같은 노드 내에서 송신과 수신이 동시에 이루어지는 특성 때문에 강한 자기 간섭(Self-interference)을 겪게 된다. 이러한 상황에서 전이중 통신의 성능을 향상시키기 위해서 자기 간섭을 제거하는 방법들이 소프트웨어와 하드웨어를 통해서 제안 및 구현되었다. 관련 선행문헌으로 대한민국 등록특허 제10-1386654호가 있다.However, due to the characteristics of simultaneous transmission and reception within such a node, strong self-interference is experienced. In order to improve the performance of full duplex communication in this situation, methods of removing the self interference are proposed and implemented through software and hardware. Korean Patent No. 10-1386654 is a related prior art document.
기존의 반이중 통신 시스템에서는 송신단의 안테나는 송신만 수신단의 안테나는 수신만 가능하여 송수신 그룹이 고정되어 있었다.In the conventional half duplex communication system, the transmitting and receiving groups are fixed because only the transmitting antenna and the receiving antenna can be received.
반면, 전이중 통신 시스템에서는 각 노드에서 송신과 수신 모두 가능하므로 여러 송수신 안테나 그룹이 가능하다. On the other hand, in a full-duplex communication system, since each node can transmit and receive, various groups of transmitting and receiving antennas are possible.
기존의 전이중 단일안테나 무선통신 시스템에서 제안된 송수신 안테나를 선택하는 기법은 모든 경우의 수를 다 고려하여 성능이 가장 좋은 그룹을 선택하는 것으로 다중안테나 시스템에서 적용하기에는 복잡도가 너무 높다.In the conventional full-duplex single-antenna wireless communication system, the transmission / reception antenna selection method selects a group having the best performance considering the number of all cases, and the complexity is too high to be applied to a multi-antenna system.
따라서 복잡도를 최소로 하면서도 성능이 향상된 전이중 통신 시스템에서 송수신 안테나를 선택하는 기술에 대한 연구가 필요한 실정이다. Therefore, it is necessary to study the technology for selecting the transmitting and receiving antennas in the full - duplex communication system with the improved performance while minimizing the complexity.
본 발명의 목적은 저복잡도의 알고리즘으로 최적의 송수신 안테나 그룹을 선택할 수 있는 전이중 다중 안테나 시스템에서의 안테나 선택 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a method of selecting antennas in a full-duplex multi-antenna system capable of selecting optimal transmission and reception antenna groups with a low-complexity algorithm.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 의하면, 제1노드와 제2노드가 통신하는 전이중 다중 안테나 무선 통신 시스템에서의 안테나 선택 방법에 있어서, Ni개의 안테나를 가지는 노드 i에서 NC가 최대값을 갖도록 송신 안테나 수와 수신 안테나 수를 계산하는 하는 단계-상기 NC는 모든 가능한 안테나 세트 후보의 수를 의미하고, 상기 N은 2이상의 자연수로 상기 노드 i에서 송신 안테나 수와 수신 안테나 수의 합은 Ni이고, 상기 i는 1 또는 2임-; 및 전송률을 고려하여 상기 노드 i에서의 송신 안테나 및 수신 안테나를 결정하는 단계를 포함하는 전이중 다중 안테나 시스템에서의 안테나 선택 방법이 개시된다.According to one embodiment of the present invention to achieve the above object, the first node and the second according to the antenna selection method in a full-duplex multi-antenna wireless communication system node, the communication, from the node i with N i number of antennas N C Calculating the number of transmit antennas and the number of receive antennas so as to have a maximum value, where N C is the number of all possible antenna set candidates, N is a natural number greater than 2, The sum of the numbers N i , wherein i is 1 or 2; And determining a transmit antenna and a receive antenna at the node i in consideration of a data rate and an antenna selection method in a full-duplex multi-antenna system.
본 발명의 일실시예에 의한 전이중 다중 안테나 시스템에서의 안테나 선택 방법은 채널 정보를 바탕으로 송수신 안테나 그룹을 만들어 무선통신의 효율을 높일 수 있다. An antenna selection method in a full-duplex MIMO system according to an exemplary embodiment of the present invention can improve the efficiency of wireless communication by forming a transmitting / receiving antenna group based on channel information.
본 발명의 일실시예에 의하면, 저복잡도로 전이중 통신 시스템에서 최적의 송수신 안테나 그룹을 선택할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to select an optimum transmission / reception antenna group in a full-duplex communication system with low complexity.
도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 전이중 다중 안테나 시스템을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 전이중 다중 안테나 시스템에서의 안테나 선택 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3는 본 발명의 일실시예와 관련된 전이중 다중 안테나 시스템에서 송수신 안테나 세트를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예와 관련된 전이중 다중 안테나 시스템에서의 안테나 선택 방법을 이용한 성능과 다른 방법을 이용한 성능을 비교한 그래프이다.1 is a flow diagram illustrating a full duplex multi-antenna system in accordance with one embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an antenna selection method in a full-duplex multi-antenna system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a method of determining a set of transmitting and receiving antennas in a full-duplex multi-antenna system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph comparing performance using an antenna selection method and performance using another method in a full-duplex multi-antenna system according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일실시예와 관련된 전이중 다중 안테나 시스템에서의 안테나 선택 방법에 대해 도면을 참조하여 설명하도록 하겠다.Hereinafter, an antenna selection method in a full-duplex multi-antenna system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprising ", or" comprising "and the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps.
도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 전이중 다중 안테나 시스템을 나타내는 흐름도이다. 이하, 실시예에서는 전이중 다중안테나 시스템을 고려한다. 전이중 다중 안테나 시스템 두 개의 노드(즉, 제1노드(Node 1)와 제2노드(Node 2))가 신호를 같은 주파수에서 동시에 신호를 전송하고 수신할 수 있다.1 is a flow diagram illustrating a full duplex multi-antenna system in accordance with one embodiment of the present invention. Hereinafter, a full duplex multi-antenna system is considered in the embodiment. Full-duplex multi-antenna system Two nodes (ie, the first node (Node 1) and the second node (Node 2)) can simultaneously transmit and receive signals on the same frequency.
반이중 통신 시스템에서는 각 노드별로 송신단과 수신단이 정해져 있고 송신단 노드의 안테나는 송신만 가능하고 수신단 노드의 안테나는 수신만 가능하다.In a half-duplex communication system, a transmitting end and a receiving end are determined for each node, an antenna of a transmitting end node is only capable of transmitting, and an antenna of a receiving end node is only receiving.
반면, 전이중 통신 시스템에서는 각 노드의 안테나가 송신과 수신 모두 가능하므로 상황에 맞춰서 송신과 수신 중 하나를 선택하여 기능을 수행할 수 있다.On the other hand, in the full-duplex communication system, since the antenna of each node can transmit and receive, it is possible to select one of transmission and reception according to the situation to perform the function.
이하, 본 발명의 일실시예에서는 전이중 통신 시스템의 특성을 이용하여, 기존 전이중 통신시스템과는 다르게 채널 정보에 따라 전송률 향상을 시킬 수 있는 송수신 안테나 그룹을 만드는 기법을 설명하도록 한다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in which a transmission / reception antenna group capable of improving a transmission rate according to channel information, unlike an existing full-duplex communication system, is described using the characteristics of the full-duplex communication system.
Ni는노드 i에서 총 안테나 수를 의미하고, Nt,i는 노드 i에서 전송 안테나 수, Nr,i는 노드 i에서 수신 안테나 수를 의미한다. N i denotes the total number of antennas at node i, N t, i denotes the number of transmit antennas at node i, and N r, i denotes the number of receive antennas at node i.
그리고 Ni는 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. And N i can be expressed by the following equation (1).
전이중 다중안테나 통신시스템에서 어떤 송수신 안테나 그룹 S를 가지는 노드 의 수신신호 는 다음의 수학식 2로 표현할 수 있다.In a full-duplex multi-antenna communication system, a node having a certain transmission / The received signal Can be expressed by the following equation (2).
여기서 는 노드 의 전송파워, xi(S)와 ni(S)는 각각 송수신 안테나 그룹 S를 가지는 노드 의 송신신호벡터와 가우시안 잡음벡터이며 이다. 는 송수신 안테나 그룹 S를 가지는 노드 에서 노드 로의 채널, 는 송수신 안테나 그룹 S를 가지는 노드 의 자기회귀채널이며 이다.here The node X i (S) and n i (S) are transmission power of a node having a transmission / reception antenna group S And a Gaussian noise vector to be. Lt; RTI ID = 0.0 > S < / RTI & The node Channel, Lt; RTI ID = 0.0 > S < / RTI & Is the autoregressive channel of to be.
이 때, 송수신 안테나 그룹 S를 가지는 노드 의 전송률 는 하기 수학식 3과 같이 쓸 수 있다.At this time, the node having the transmitting / receiving antenna group S Transfer rate Can be expressed by the following equation (3).
여기서 이다. 위 식에서 확인할 수 있듯, 그룹 S에 따라 채널 와 가 달라지며 이는 전송률이 달라짐을 의미한다. here to be. As can be seen from the above equation, Wow Which means that the transmission rate is changed.
전이중 통신 시스템에서 최적의 안테나 선택 방법에 따라 평균 전송률을 구하면 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다. In the full-duplex communication system, the average transmission rate is obtained according to the optimal antenna selection method.
여기서 Sj는 모든 가능한 안테나 세트 후보 중에서 j번째 안테나 세트이고, Nc는 모든 가능한 안테나 세트 후보의 수이다.Where Sj is the jth antenna set among all possible antenna set candidates, and Nc is the number of all possible antenna set candidates.
그리고 R(Sj)는 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. And R (S j ) can be expressed by Equation (5).
상기 수학식 4는 복잡하기에 근사화하여 간단하게 나타내면, 수학식 6와 같이 나타낼 수 있다.Equation (4) can be expressed as Equation (6) simply by approximating it to be complicated.
여기서 는 안테나 선택기법을 사용하지 않은 일반적인 전이중 시스템에서의 평균 전송률이다. 그리고 Nc는 하기 수학식 7로 표현될 수 있다.here Is the average transmission rate in a typical full duplex system without antenna selection techniques. And N c can be expressed by the following equation (7).
Nc를 최대로 하게 하는 송신 안테나 수(Nt,i)와 수신 안테나 수(Nr,i)는 하기 수학식 8로 나타낼 수 있다.(N t, i ) and the number of reception antennas (N r, i ) that maximize N c can be expressed by the following equation (8).
여기서 는 노드 i에서의 NC가 최대값을 갖도록 송신 안테나 수와 수신 안테나 수를 순서쌍으로 나타낸 것이다. 상기 수학식 8에 의해 계산된 송신 안테나 수 및 수신 안테나 수는 NC가 최대값을 갖도록 하는 것으로, 본 발명의 일실시예에 의한 i노드에서의 최적의 송수신 안테나 수가 될 수 있다.here Is an ordered pair of the number of transmit antennas and the number of receive antennas so that N C at node i has a maximum value. The number of transmit antennas and the number of receive antennas calculated according to Equation (8) have a maximum value of N C , which can be an optimal number of transmit and receive antennas in the i-th node according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 전이중 다중 안테나 시스템에서의 안테나 선택 방법을 나타내는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating an antenna selection method in a full-duplex multi-antenna system according to an embodiment of the present invention.
먼저, 각 노드에서의 총안테나 수를 확인하여 최적의 송수신 안테나 수를 계산할 수 있다(S210). 상기 최적의 송수신 안테나 수는 상기 수학식 8에 의해 계산될 수 있다. First, the total number of antennas at each node can be checked and the optimal number of transmit and receive antennas can be calculated (S210). The optimal number of transmit and receive antennas can be calculated by Equation (8).
도 3는 본 발명의 일실시예와 관련된 전이중 다중 안테나 시스템에서 송수신 안테나 세트를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에 도시된 실시예를 근거로 하여 안테나 세트를 결정하는 방법에 대해 설명하기로 하겠다. 3 is a diagram for explaining a method of determining a set of transmitting and receiving antennas in a full-duplex multi-antenna system according to an embodiment of the present invention. A method for determining an antenna set based on the embodiment shown in FIG. 3 will be described.
노드 1 및 노드 2 모두 총 안테나 수가 6개 이므로, 노드 1 및 노드 2 각각의 송신 안테나 수 및 수신 안테나 수는 3이 될 수 있다. Since the total number of antennas in node 1 and node 2 is six, the number of transmit antennas and the number of receive antennas in node 1 and node 2, respectively, can be three.
최적의 송수신 안테나 수가 계산되면, 초기 단계에서는 노드 1 및 노드 2 모든 안테나가 송신 안테나로 사용될 지 수신 안테나로 사용될 지 결정되어 있지 않다. Once the optimal number of transmit and receive antennas is calculated, it is not determined in the initial stage that all antennas of node 1 and node 2 are to be used as transmit antennas or receive antennas.
첫 번째 단계(step 1)로, 노드 1에서는 송신 안테나인지 수신 안테나인지 결정되지 않은 안테나(총 6개) 중 어느 하나는 수신 안테나로 나머지(5개 안테나)는 송신 안테나로 가정하고, 노드 2에서는 송신 안테나인지 수신 안테나인지 결정되지 않은 안테나(총 6개 안테나) 중 어느 하나는 송신 안테나로 나머지(5개 안테나)는 수신 안테나로 가정하여 모든 가능한 안테나 세트 후보에 대한 전송률을 계산할 수 있다(S220). 본 실시예에서는 모든 가능한 안테나 세트 후보는 총 36(=6x6)가지이다.In the first step (step 1), it is assumed that one of the antennas (six in total) not determined to be a transmit antenna or a receive antenna in node 1 is a receive antenna and the remaining (five antennas) is a transmit antenna, It is possible to calculate a transmission rate for all possible antenna set candidates by assuming that one of the antennas (total six antennas) not determined as the transmission antenna or the reception antenna is the transmission antenna and the rest (five antennas) is the reception antenna (S220) . In the present embodiment, all possible antenna set candidates are total 36 (= 6x6) branches.
상기 36가지 경우 중, 전송률이 최대값을 가지는 안테나 세트 후보를 각 노드의 송수신 안테나로 결정할 수 있다(S230). 예를 들어, 도 3의 첫 번째 단계에서는 36가지 경우 전송률이 최대값을 갖게 하는 노드 1의 안테나 하나를 수신 안테나 및 노드 2의 안테나 하나를 송신 안테나를 세트로 결정할 수 있다. Of the 36 cases, an antenna set candidate having a maximum transmission rate can be determined as a transmitting / receiving antenna of each node (S230). For example, in the first step of FIG. 3, one of the antennas of the node 1 and the antenna of the node 2, which have the maximum transmission rate in the 36 cases, can be determined as a set of transmit antennas.
상기 송신 안테나인지 수신 안테나인지 역할이 결정된 안테나 수가 계산된 최적의 안테나 수보다 작은 경우는 S220 단계 및 S230 단계를 반복 수행할 수 있다. If the number of antennas determined to be the transmit antenna or the receive antenna is smaller than the calculated optimum number of antennas, steps S220 and S230 may be repeated.
예를 들어, 도 3의 첫 번째 단계까지 수행한 결과, 결정된 송수신 안테나 수가 1이므로(즉, 계산된 송수신 안테나 수가 3보다 작으므로), 두 번째 단계(step 2)가 수행된다. For example, as a result of performing the first step of FIG. 3, the second step (step 2) is performed because the determined number of transmit and receive antennas is 1 (that is, the calculated number of transmit and receive antennas is smaller than 3).
두 번째 단계에서는 이미 송신 안테나인지 수신 안테나인지 역할이 결정된 안테나를 제외하고, 각 노드에서 역할이 결정되지 않은 총 5개의 안테나 중 하나에 에 대해 송신 안테나인지 수신 안테나인지를 결정할 수 있다. In the second step, it is possible to determine whether a transmitting antenna or a receiving antenna is applied to one of the five antennas whose roles are not determined in each node, except for antennas whose roles have already been determined to be transmit antennas or receive antennas.
두 번째 단계에서 노드 1에서는 송신 안테나인지 수신 안테나인지 결정되지 않은 안테나(총 5개) 중 어느 하나는 수신 안테나로 나머지(4개 안테나)는 송신 안테나로 가정하고, 노드 2에서는 송신 안테나인지 수신 안테나인지 결정되지 않은 안테나(총 5개 안테나) 중 어느 하나는 송신 안테나로 나머지(4개 안테나)는 수신 안테나로 가정하여 모든 가능한 안테나 세트 후보에 대한 전송률을 계산할 수 있다(S220). 본 실시예에서는 모든 가능한 안테나 세트 후보는 총 25(=5x5)가지이다. 여기서 이미 역할이 결정된 안테나는 결정된 대로 송신 안테나 또는 수신 안테나로 전송률이 계산된다.In the second stage, it is assumed that one of the antennas (total of five) which are not determined as the transmit antenna or the receive antenna in the node 1 is the receive antenna and the remaining (four antennas) is the transmit antenna. In the node 2, In step S220, a transmission rate for all possible antenna set candidates can be calculated assuming that any one of the antennas (five antennas in total) not determined to be a transmission antenna and the remaining (four antennas) is a reception antenna. In this embodiment, all possible antenna set candidates are 25 (= 5x5) in total. In this case, an antenna whose role has already been determined is calculated as a transmission rate to a transmission antenna or a reception antenna as determined.
상기 25가지 경우 중, 전송률이 최대값을 가지는 안테나 세트 후보를 각 노드의 송수신 안테나로 결정할 수 있다(S230). 예를 들어, 도 3의 두 번째 단계에서는 25가지 경우 전송률이 최대값을 갖게 하는 노드 1의 안테나 하나를 수신 안테나 및 노드 2의 안테나 하나를 송신 안테나를 세트로 결정할 수 있다. Among the 25 cases, the antenna set candidate having the maximum transmission rate can be determined as the transmitting / receiving antenna of each node (S230). For example, in the second step of FIG. 3, one antenna of the node 1 and one antenna of the node 2, which have the maximum transmission rate in 25 cases, can be determined as a set of transmit antennas.
두 번째 단계까지 진행되면, 각 노드에서 총 2개의 안테나는 송신 안테나 또는 수신 안테나로 역할이 결정된다. When the second step is performed, a total of two antennas at each node are determined as a transmitting antenna or a receiving antenna.
그런데, 도 3의 두 번째 단계까지 수행한 결과, 결정된 송수신 안테나 수가 2이므로(즉, 계산된 송수신 안테나 수가 3보다 작으므로), 세 번째 단계(step 3)가 수행된다. 3, since the determined number of transmit and receive antennas is 2 (i.e., the calculated number of transmit and receive antennas is smaller than 3), a third step (step 3) is performed.
세 번째 단계에서 노드 1에서는 송신 안테나인지 수신 안테나인지 결정되지 않은 안테나(총 4개) 중 어느 하나는 수신 안테나로 나머지(3개 안테나)는 송신 안테나로 가정하고, 노드 2에서는 송신 안테나인지 수신 안테나인지 결정되지 않은 안테나(총 4개 안테나) 중 어느 하나는 송신 안테나로 나머지(3개 안테나)는 수신 안테나로 가정하여 모든 가능한 안테나 세트 후보에 대한 전송률을 계산할 수 있다(S220). 본 실시예에서는 모든 가능한 안테나 세트 후보는 총 16(=4x4)가지이다. 여기서 이미 역할이 결정된 안테나는 결정된 대로 송신 안테나 또는 수신 안테나로 전송률이 계산된다.In the third step, one of the antennas (four in total) not determined to be the transmitting antenna or the receiving antenna is assumed to be the receiving antenna, and the remaining (three antennas) is assumed to be the transmitting antenna in the node 1, In step S220, a transmission rate for all possible antenna set candidates can be calculated assuming that any one of the antennas (four antennas in total) not determined to be a transmitting antenna and the remaining (three antennas) is a receiving antenna. In this embodiment, all possible antenna set candidates are 16 (= 4x4) in total. In this case, an antenna whose role has already been determined is calculated as a transmission rate to a transmission antenna or a reception antenna as determined.
상기 16가지 경우 중, 전송률이 최대값을 가지는 안테나 세트 후보를 각 노드의 송수신 안테나로 결정할 수 있다(S230). 예를 들어, 도 3의 세 번째 단계에서는 16가지 경우 전송률이 최대값을 갖게 하는 노드 1의 안테나 하나를 수신 안테나 및 노드 2의 안테나 하나를 송신 안테나를 세트로 결정할 수 있다.Of the sixteen cases, an antenna set candidate having a maximum transmission rate may be determined as a transmitting / receiving antenna of each node (S230). For example, in the third step of FIG. 3, one of the antennas of node 1 and the antenna of node 2, which have the maximum transmission rate in 16 cases, can be determined as a set of transmit antennas.
도 3의 세 번째 단계까지 수행한 결과, 결정된 송수신 안테나 수가 3이므로(즉, 계산된 송수신 안테나 수가 3과 같으므로) 더 이상 안테나 세트를 결정하는 S220 및 S230 단계를 수행하지 않아도 된다. As a result of performing the steps up to the third step of FIG. 3, it is not necessary to perform steps S220 and S230 for determining the antenna set any more because the determined number of transmit and receive antennas is 3 (i.e., the calculated number of transmit and receive antennas is equal to 3).
이상의 실시예에서는 각 노드의 총 안테나 수가 둘 다 동일한 경우에 대해서 설명하였지만, 각 노드의 총 안테나 수가 다른 경우에는 본 발명이 적용될 수 있다.In the above embodiments, the total number of antennas in each node is the same. However, the present invention can be applied to a case where the total number of antennas in each node is different.
도 4는 본 발명의 일실시예와 관련된 전이중 다중 안테나 시스템에서의 안테나 선택 방법을 이용한 성능과 다른 방법을 이용한 성능을 비교한 그래프이다.FIG. 4 is a graph comparing performance using an antenna selection method and performance using another method in a full-duplex multi-antenna system according to an embodiment of the present invention.
도시된 그래프에서 Optimal AS Scheme은 모든 경우(즉, 수학식 8에 의한 최적의 송수신 안테나 수를 고려하지 않고, 모든 안테나 세트 후보를 다 고려한 경우)에 대해 전송률을 계산하여 안테나를 선택하는 기법에 대한 성능이고, Proposed AS algorithm 상기 수학식 8에 의한 최적의 송수신 안테나 수를 고려하여 가능한 안테나 세트 후보에 대해서만 전송률을 계산하는 기법에 대한 성능이고, Conventional BD FD는 안테나 선택 기법을 사용하지 않은 일반적인 경우의 성능을 나타낸다.In the graph shown, the Optimal AS Scheme is a method for selecting an antenna by calculating a transmission rate for all cases (that is, considering all the antenna set candidates without considering the optimal number of transmit and receive antennas according to Equation 8) Proposed AS algorithm This is a performance of a technique for calculating a transmission rate only for possible antenna set candidates considering the number of optimal transmission and reception antennas according to Equation (8). Conventional BD FD is a performance of a conventional case in which an antenna selection technique is not used Performance.
도 4를 통해 확인할 수 있듯이, 본 발명의 일실시예 의한 전이중 다중 안테나 시스템에서의 안테나 선택 방법은 모든 경우를 고려한 Optimal AS Scheme보다 훨씬 더 복잡도를 줄이면서도 대등한 성능을 나타내고, 일반적인 경우보다는 훨씬 성능이 좋다. As can be seen from FIG. 4, the antenna selection method in the full-duplex multi-antenna system according to an exemplary embodiment of the present invention is much more complicated than the optimal AS scheme considering all cases, This is good.
전술한 본 발명의 일실시예에 의한 전이중 다중 안테나 시스템에서의 안테나 선택 방법은 채널 정보를 바탕으로 송수신 안테나 그룹을 만들어 무선통신의 효율을 높일 수 있다. The antenna selection method in the full-duplex multi-antenna system according to an embodiment of the present invention can increase the efficiency of wireless communication by forming a transmitting / receiving antenna group based on channel information.
본 발명의 일실시예에 의하면, 저복잡도로 전이중 통신 시스템에서 최적의 송수신 안테나 그룹을 선택할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to select an optimum transmission / reception antenna group in a full-duplex communication system with low complexity.
상술한 본 발명의 일실시예와 관련된 전이중 다중 안테나 시스템에서의 안테나 선택은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 이때, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 한편, 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The antenna selection in the full-duplex multi-antenna system related to the above-described embodiment of the present invention may be implemented in the form of a program command that can be performed through various computer means and recorded in a computer-readable recording medium. At this time, the computer-readable recording medium may include program commands, data files, data structures, and the like, alone or in combination. On the other hand, the program instructions recorded on the recording medium may be those specially designed and configured for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software.
컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. The computer-readable recording medium includes a magnetic recording medium such as a magnetic medium such as a hard disk, a floppy disk and a magnetic tape, an optical medium such as a CD-ROM and a DVD, a magnetic disk such as a floppy disk, A magneto-optical media, and a hardware device specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
한편, 이러한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다.The recording medium may be a transmission medium such as a light or metal line, a wave guide, or the like, including a carrier wave for transmitting a signal designating a program command, a data structure, and the like.
또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The program instructions also include machine language code, such as those generated by the compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
상기와 같이 설명된 안테나 선택 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.It is to be understood that the above-described antenna selection method is not limited to the configuration and method of the above-described embodiments, but the embodiments may be modified such that all or some of the embodiments are selectively combined .
Node 1: 제1노드
Node 2: 제2노드Node 1: First node
Node 2: second node
Claims (5)
Ni개의 안테나를 가지는 노드 i에서 NC가 최대값을 갖도록 송신 안테나 수와 수신 안테나 수를 계산하는 하는 단계-상기 NC는 모든 가능한 안테나 세트 후보의 수를 의미하고, 상기 Ni는 2이상의 자연수로 상기 노드 i에서 송신 안테나 수와 수신 안테나 수의 합이고, 상기 i는 1 또는 2임-; 및
전송률을 고려하여 상기 노드 i에서의 송신 안테나 및 수신 안테나를 결정하는 단계를 포함하되,
상기 노드 i에서 NC가 최대값을 갖도록 송신 안테나 수와 수신 안테나 수는 하기 수학식 1로 표현되는 것을 특징으로 하는 전이중 다중 안테나 시스템에서의 안테나 선택 방법.
[수학식 1]
(여기서 는 노드 i에서의 NC가 최대값을 갖도록 송신 안테나 수와 수신 안테나 수를 순서쌍으로 나타낸 것이다.)An antenna selection method in a full-duplex multi-antenna wireless communication system in which a first node and a second node communicate,
N i antennas from having the node i the number of transmission antennas is N C so as to have the maximum value and the step of calculating the number of receive antennas, wherein N C is the number of all possible antenna set candidate, said N i is 2 or more A sum of the number of transmit antennas and the number of receive antennas at the node i in a natural number, and i is 1 or 2; And
Determining a transmit antenna and a receive antenna at the node i in consideration of a data rate,
Wherein the number of transmit antennas and the number of receive antennas are expressed by Equation (1) so that N C at the node i has a maximum value.
[Equation 1]
(here Is the ordered pair of the number of transmit antennas and the number of receive antennas so that N C at node i has the maximum value.)
상기 송신 안테나 및 수신 안테나를 결정하는 단계는
노드 1에서는 송신 안테나인지 수신 안테나인지 결정되지 않은 안테나 중 어느 하나는 수신 안테나로 나머지는 송신 안테나로 가정하고,
노드 2에서는 송신 안테나인지 수신 안테나인지 결정되지 않은 안테나 중 어느 하나는 송신 안테나로 나머지는 수신 안테나로 가정하여 전송률을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전이중 다중 안테나 시스템에서의 안테나 선택 방법. The method according to claim 1,
The step of determining the transmit and receive antennas
In node 1, either one of the transmit antennas or the antennas not determined to be the receive antennas is a receive antenna and the remaining ones are transmit antennas,
And calculating a transmission rate by assuming that either one of the transmission antennas or the antennas not determined as the reception antennas is a transmission antenna and the rest is reception antennas in the node 2.
상기 계산된 전송률 중 최대값을 가지는 상기 노드 1의 수신 안테나 및 상기 노드 2의 송신 안테나를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전이중 다중 안테나 시스템에서의 안테나 선택 방법. 4. The method of claim 3, wherein determining the transmit and receive antennas comprises:
Further comprising determining a receive antenna of the node 1 and a transmit antenna of the node 2 having a maximum value among the calculated data rates.
상기 노드 i에서의 결정된 송신 안테나 및 수신 안테나의 수가 상기 수학식 1을 만족할 때까지 수행되는 것을 특징으로 하는 전이중 다중 안테나 시스템에서의 안테나 선택 방법.5. The method of claim 4, wherein the rate calculation step
And the number of transmit antennas and the number of receive antennas determined at the node i are determined to satisfy Equation (1).
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